JP6400330B2

JP6400330B2 - Sliding parts and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP6400330B2
Application number: JP2014102279A
Authority: JP
Inventors: 初彦宇佐美; 小林　修一; 修一小林
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: JP2015217580A

Description

本発明は、油圧ポンプなどの流体圧駆動機器の一部を構成する摺動部品およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a sliding component that constitutes a part of a fluid pressure driving device such as a hydraulic pump and a method for manufacturing the same.

自動車や産業機械などに用いられている流体圧駆動機器には省エネルギー化を目的とした駆動流体の低粘度化が進められている。そのため、この流体圧駆動機器を構成する摺動部品の摺動面には、摺動面間の摩擦抵抗の低減および焼付き損傷防止のための潤滑表面処理として、例えばその摺動面上に固体潤滑剤を定着させる方法が提案されている。 In fluid pressure drive devices used in automobiles and industrial machines, the viscosity of drive fluids is being reduced to save energy. For this reason, the sliding surfaces of the sliding parts constituting this fluid pressure drive device are applied with a lubrication surface treatment for reducing frictional resistance between the sliding surfaces and preventing seizure damage. A method for fixing a lubricant has been proposed.

固体潤滑剤を摺動面上に定着させる方法としては、例えば以下の特許文献１では、摺動面を構成する基材上に低融点合金と熱伝導性フィラーと中間層用耐熱樹脂との混合物からなる樹脂中間層を形成した後、この樹脂中間層上に、固体潤滑剤と表面層用耐熱性樹脂との混合物からなる固体潤滑剤表面層を形成することで固体潤滑剤を摺動面上に定着させている。 As a method for fixing a solid lubricant on a sliding surface, for example, in Patent Document 1 below, a mixture of a low melting point alloy, a heat conductive filler, and a heat resistant resin for an intermediate layer is formed on a base material constituting the sliding surface. After forming the resin intermediate layer, the solid lubricant is formed on the sliding surface by forming a solid lubricant surface layer composed of a mixture of the solid lubricant and the heat-resistant resin for the surface layer on the resin intermediate layer. Has been established.

また、中間層を用いないで固体潤滑剤を定着させる方法としては、例えば以下の特許文献２では、摺動面を構成する基材表面に対して固体潤滑剤粒子を圧縮空気流によって高速噴射して基材表層組織と衝突固体潤滑粒子との混合組織を形成し、さらに、その上に固体潤滑剤粒子の付着被覆層を形成している。 Further, as a method for fixing a solid lubricant without using an intermediate layer, for example, in Patent Document 2 below, solid lubricant particles are jetted at a high speed by a compressed air flow onto the surface of a base material constituting a sliding surface. Thus, a mixed structure of the substrate surface structure and the collision solid lubricant particles is formed, and an adhesion coating layer of the solid lubricant particles is further formed thereon.

特開２００７−２０３１２５号公報JP 2007-203125 A 再公表特許２００２／０４０７４３号公報Re-published patent 2002/040743

特許文献１の方法によると、摺動面最表層の固体潤滑表面層によって摺接面上に固体潤滑剤が保持され、さらに熱伝導性に優れる中間層によって摺動熱を速やかに拡散させることで摺動面の耐焼付性と耐摩耗性を向上させることができるとしている。 According to the method of Patent Document 1, the solid lubricant is held on the sliding contact surface by the solid lubricating surface layer on the outermost surface of the sliding surface, and the sliding heat is quickly diffused by the intermediate layer having excellent thermal conductivity. The seizure resistance and wear resistance of the sliding surface can be improved.

しかし、樹脂バインダによって固体潤滑材を保持しているため、摺動熱の放散性が良好とはいえず、中間層としては低融点合金および熱伝導性フィラーを含有させた層を設けなければならず、その摺動面構造は異種材の多層積層構造となることから、剥離破壊の起点となる接合境界が複数存在するものとなってしまう。 However, since the solid lubricant is held by the resin binder, it cannot be said that the heat dissipation property is good, and the intermediate layer must be provided with a layer containing a low melting point alloy and a heat conductive filler. However, since the sliding surface structure is a multi-layered structure of dissimilar materials, there are a plurality of joining boundaries that are the starting points of peeling failure.

一方、特許文献２の方法によると、基材表層組織と衝突固体潤滑剤粒子との混合組織が形成されることで単純に基材表面を固体潤滑材で被覆した場合に比べ、固体潤滑効果が長期的に接続するとしている。 On the other hand, according to the method of Patent Document 2, a solid lubrication effect can be obtained as compared with a case where the substrate surface is simply covered with a solid lubricant by forming a mixed structure of the substrate surface layer structure and the collision solid lubricant particles. It is supposed to be connected in the long term.

しかし、摺動面を構成する基材がアルミニウム合金や銅合金などの比較的軟質な非鉄合金材であれば、前記のような効果を見込めるが、摺動面の構成材質が鉄鋼材などの硬質材である場合、軟質だったり、劈開性が高い構造であったりすることが多い固体潤滑粒子の衝突だけでは前記のような混合組織を形成させることが難しく、単純に基材表面を固体潤滑材で被覆した場合と比べて効果の持続性は変わらなくなってしまうことから、摺動面上に簡素な方法で固体潤滑材を保持させると同時に、長期的な固体潤滑効果を持続させるための摺動面構造およびその製造方法が必要とされている。 However, if the base material composing the sliding surface is a relatively soft non-ferrous alloy material such as an aluminum alloy or a copper alloy, the above effect can be expected, but the constituent material of the sliding surface is a hard material such as a steel material. In the case of a material, it is difficult to form a mixed structure as described above only by the collision of solid lubricant particles, which are often soft or have a structure with high cleaving property. Since the durability of the effect will not change compared to the case where it is coated with, the solid lubricant is held on the sliding surface by a simple method and at the same time, the sliding to maintain the long-term solid lubricating effect There is a need for a surface structure and a method of manufacturing the same.

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、摺動面の剥離破壊リスクを抑え、優れた潤滑性能を長期に亘って持続できる新規な摺動部品およびその製造方法を提供するものである。 Accordingly, the present invention has been devised to solve these problems, and the purpose thereof is a novel sliding that can suppress the risk of peeling fracture of the sliding surface and can maintain excellent lubrication performance over a long period of time. A component and a manufacturing method thereof are provided.

前記課題を解決するために第１の発明は、摺動面を構成する基材上に、前記基材とは異なる材質の中間層を有すると共に、前記中間層の表層に、固体潤滑材からなる表面層を有し、前記表面層は、前記中間層の表面に固体潤滑材粒子を配置した後、ローラバニシングまたはその他の転圧加工手段によって前記中間層の表層に埋没するようにして形成されていることを特徴とする摺動部品である。 In order to solve the above problems, the first invention has an intermediate layer made of a material different from the base material on the base material constituting the sliding surface, and a solid lubricant is formed on the surface layer of the intermediate layer. A surface layer, and the surface layer is formed so as to be buried in the surface layer of the intermediate layer by roller burnishing or other rolling means after disposing solid lubricant particles on the surface of the intermediate layer. It is a sliding part characterized by having.

このよう構成によれば、固体潤滑材からなる表面層が、固体潤滑材粒子を高圧で中間層の表層に埋没させることで形成されているため、表面層と中間層とが一体となるように強固に連結され、その接合界面での剥離破壊リスクを抑制できる。これによって、摺動面の耐焼付性や耐摩耗性が大幅に向上する。 According to such a configuration, since the surface layer made of the solid lubricant is formed by burying the solid lubricant particles in the surface layer of the intermediate layer at a high pressure, the surface layer and the intermediate layer are integrated. It is firmly connected, and the risk of debonding failure at the joint interface can be suppressed. This greatly improves the seizure resistance and wear resistance of the sliding surface.

第２の発明は、第１の発明において、前記中間層を構成する材質の硬度が、前記基材の硬度よりも低いことを特徴とする摺動部品である。このような構成によれば、基材が鉄鋼のように高硬度の材質であっても、軟質または高劈開性の固体潤滑材粒子を摺動面上に埋没させて保持することができる。 A second invention is the sliding component according to the first invention, wherein the hardness of the material constituting the intermediate layer is lower than the hardness of the base material. According to such a configuration, even if the base material is a high-hardness material such as steel, the soft or high-cleavage solid lubricant particles can be buried and held on the sliding surface.

第３の発明は、第２の発明において、前記基材が鉄を主体とする材質からなると共に、前記中間層が銅、スズ、亜鉛のいずれかまたはそれら２種類以上の混合物からなることを特徴とする摺動部品である。このような構成によれば、摺動面を構成する基材が鉄鋼などのように高硬度の材料であっても、中間層をこれより低硬度の銅やスズなどで構成することにより、軟質または高劈開性の固体潤滑材粒子を摺動面上に埋没させて保持することができる。 According to a third invention, in the second invention, the base material is made of a material mainly composed of iron, and the intermediate layer is made of copper, tin, zinc, or a mixture of two or more of them. It is a sliding part. According to such a configuration, even if the base material constituting the sliding surface is a high hardness material such as steel, the intermediate layer is made of softer copper, tin, etc. Alternatively, highly-cleavable solid lubricant particles can be buried and held on the sliding surface.

第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記表面層を構成する固体潤滑材粒子が、層状分子からなると共に、その層状分子の滑り面が摺動方向と平行になるように配向されていることを特徴とする摺動部品である。このような構成によれば、摺動面の初期摩耗を伴う摺動なじみ面を形成する必要がなく、摺動初期から摺動面の低摩擦化を達成することができる。 According to a fourth invention, in the first to third inventions, the solid lubricant particles constituting the surface layer are composed of layered molecules, and the sliding surfaces of the layered molecules are oriented in parallel with the sliding direction. It is a sliding component characterized by being made. According to such a configuration, it is not necessary to form a sliding conforming surface accompanied by initial wear of the sliding surface, and a reduction in friction of the sliding surface can be achieved from the initial sliding state.

第５の発明は、前記表面層を構成する固体潤滑材粒子が、二硫化モリブデンであることを特徴とする摺動部品である。二硫化モリブデンは、層状分子構造を有し、ローラバニシングまたはその他の転圧加工手段による平滑化処理（埋没処理）によってその層状分子の滑り面が自然と摺動面と平行になるように配向される。これにより、摺動面の初期摩耗を伴う摺動なじみ面形成を要することなく、摺動初期から摺動面の低摩擦化を達成することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sliding component characterized in that the solid lubricant particles constituting the surface layer are molybdenum disulfide. Molybdenum disulfide has a layered molecular structure and is oriented so that the sliding surface of the layered molecule is naturally parallel to the sliding surface by roller burnishing or other smoothing treatment (embedding treatment). The Thereby, low friction of the sliding surface can be achieved from the beginning of sliding without requiring the formation of a sliding conforming surface with initial wear of the sliding surface.

第６の発明は、前記基材表面上に、前記中間層の厚さよりも深い凹部が複数形成されていることを特徴とする摺動部品である。このような構成によれば、転圧加工に際し、凹部には固体潤滑材粒子が押し込まれ、固められて圧縮充填部となり、凹部がない平坦部分にはその表層に固体潤滑材粒子が埋没するようにして平滑化される。これにより、その摺動面に十分な固体潤滑材を供給することができ、長期に亘って優れた潤滑性能を発揮できる。 A sixth invention is a sliding component characterized in that a plurality of recesses deeper than the thickness of the intermediate layer are formed on the surface of the base material. According to such a configuration, during the rolling process, the solid lubricant particles are pushed into the recesses and hardened to become a compression filling portion, and the solid lubricant particles are buried in the surface layer in a flat portion having no recesses. To be smoothed. Thereby, sufficient solid lubricant can be supplied to the sliding surface, and excellent lubrication performance can be exhibited over a long period of time.

第７の発明は、摺動面を構成する基材表面上に、前記基材とは異なる材質の中間層を形成し、前記中間層の表面に、固体潤滑材粒子を配置した後、ローラバニシングまたはその他の転圧加工手段によって前記固体潤滑材粒子を前記中間層の表層に埋没させるように平滑化して固体潤滑材からなる表面層を形成することを特徴とする摺動部品の製造方法である。このような製造方法によれば、表面層と中間層との接合界面での剥離破壊リスクが低い摺動部品を容易に製造できる。 According to a seventh aspect of the invention, an intermediate layer made of a material different from the base material is formed on the surface of the base material constituting the sliding surface, and solid lubricant particles are arranged on the surface of the intermediate layer, and then roller burnishing Or a method of manufacturing a sliding component, characterized in that a surface layer made of a solid lubricant is formed by smoothing the solid lubricant particles so as to be buried in a surface layer of the intermediate layer by other rolling compaction processing means. . According to such a manufacturing method, it is possible to easily manufacture a sliding component having a low risk of peeling failure at the bonding interface between the surface layer and the intermediate layer.

本発明の摺動部品によれば、固体潤滑材からなる表面層が、固体潤滑材粒子を高圧で中間層の表層に埋没させることで形成されているため、表面層と中間層とが一体となるように強固に連結され、その接合界面での剥離破壊リスクを抑制できる。これによって、摺動面の耐焼付性や耐摩耗性が大幅に向上し、優れた潤滑性能を長期に亘って発揮できる。 According to the sliding component of the present invention, since the surface layer made of the solid lubricant is formed by burying solid lubricant particles in the surface layer of the intermediate layer at a high pressure, the surface layer and the intermediate layer are integrated. As a result, the risk of peeling failure at the joint interface can be suppressed. As a result, seizure resistance and wear resistance of the sliding surface are greatly improved, and excellent lubrication performance can be exhibited over a long period of time.

本発明に係る摺動部品１００の実施の一形態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing one embodiment of sliding component 100 concerning the present invention. 摺動面１０上に中間層２０を形成した状態を示す拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which an intermediate layer 20 is formed on a sliding surface 10. FIG. 中間層２０上に固体潤滑材粒子３０を配置した状態を示す拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which solid lubricant particles 30 are arranged on the intermediate layer 20. FIG. ローラバニシング４０による転圧加工を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the rolling process by the roller burnishing. 摺動面１０の表面に硬質粒子５１を衝突させて凹部１２を形成している状態を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which a hard particle 51 collides with the surface of a sliding surface 10 to form a recess 12. 凹部１２が形成された摺動面１０上に中間層２０を形成した状態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the state which formed the intermediate | middle layer 20 on the sliding surface 10 in which the recessed part 12 was formed. 凹部１２が形成された中間層２０上に固体潤滑材粒子３０を配置した状態を示す拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view showing a state where solid lubricant particles 30 are arranged on an intermediate layer 20 in which a recess 12 is formed. FIG. ローラバニシング４０による転圧加工を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the rolling process by the roller burnishing.

次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る摺動部品１００の実施の一形態を示したものである。図示するようにこの摺動部品１００は、例えば自動車や産業機械などに用いられている油圧ポンプなどの流体圧駆動機器用の摺動部品として用いられる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a sliding component 100 according to the present invention. As shown in the figure, the sliding component 100 is used as a sliding component for a fluid pressure driving device such as a hydraulic pump used in an automobile or an industrial machine.

そして、図１に示すようにその基材（母材）１１表面の摺動面１０上に中間層２０が形成されていると共に、その中間層２０の表層に表面層３０が形成されている。この表面層３０は、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）などの固体潤滑材粒子３１からなっており、この固体潤滑材粒子３１を中間層２０の表層に埋没させるように形成することでその表面に潤滑性を有する表面層３０がしっかりと固着されている。 As shown in FIG. 1, an intermediate layer 20 is formed on the sliding surface 10 on the surface of the base material (base material) 11, and a surface layer 30 is formed on the surface layer of the intermediate layer 20. The surface layer 30 is composed of solid lubricant particles 31 such as molybdenum disulfide (MoS ₂ ), and the solid lubricant particles 31 are formed so as to be buried in the surface layer of the intermediate layer 20, thereby lubricating the surface thereof. The surface layer 30 having the property is firmly fixed.

このような構造をした本発明に係る摺動部品１００は、図２乃至図４に示すような製造方法によって製造することができる。すなわち、この摺動部品１００は、摺動面１０上に中間層２０を形成する第１の工程（図２）と、その中間層２０表面に固体潤滑材粒子３１を配置する第２の工程（図３）と、転圧加工によってその摺動面１０を平滑化して最表面に表面層３０を形成する第３の工程（図４）といった３つの主な工程から製造される。以下、これら各工程について詳述する。 The sliding component 100 according to the present invention having such a structure can be manufactured by a manufacturing method as shown in FIGS. That is, the sliding component 100 includes a first step (FIG. 2) for forming the intermediate layer 20 on the sliding surface 10 and a second step (in which the solid lubricant particles 31 are disposed on the surface of the intermediate layer 20 ( 3) and a third step (FIG. 4) in which the sliding surface 10 is smoothed by rolling and a surface layer 30 is formed on the outermost surface. Hereinafter, these steps will be described in detail.

先ず、第１の工程として、図２に示すように摺動面１０を構成する基材１１の表面に、この基材１１とは異なる材質をめっき加工して中間層２０を形成する。ここで、この基材１１の材質としては、特に限定するものでないが、摺動部品としての十分な機械的強度や加工性を要することから鉄を主体とする材料、例えば中・高炭素合金鋼や浸炭鋼、ステンレス鋼、高周波焼入鋼，軸受鋼などが用いられる。 First, as a first step, an intermediate layer 20 is formed by plating a material different from the base material 11 on the surface of the base material 11 constituting the sliding surface 10 as shown in FIG. Here, the material of the base material 11 is not particularly limited. However, since sufficient mechanical strength and workability as a sliding part are required, a material mainly composed of iron, for example, medium / high carbon alloy steel. Or carburized steel, stainless steel, induction hardened steel, bearing steel, etc. are used.

一方、中間層２０を構成する材料としては、その硬度が少なくとも基材１１の硬度よりも低く、かつ熱伝導性に優れた材料、例えば銅、スズ、亜鉛のいずれかの金属、またはそれら２種類以上の混合物を用いることができる。また、この中間層２０の厚さも特に限定されるものではないが、後述するように固体潤滑材粒子３１が埋没されてその表面が平滑化される都合上、固体潤滑材粒子３１の径よりも大きいことが望ましい。 On the other hand, the material constituting the intermediate layer 20 is a material whose hardness is lower than at least the hardness of the base material 11 and excellent in thermal conductivity, for example, any metal of copper, tin, zinc, or two kinds thereof. A mixture of the above can be used. Further, the thickness of the intermediate layer 20 is not particularly limited, but the solid lubricant particles 31 are buried and the surface thereof is smoothed as will be described later. Larger is desirable.

次に、第２の工程として、図３に示すようにその中間層２０の表面に固体潤滑材粒子３１を均一に配置する。具体的には、固体潤滑材粒子３１として二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）粒子をエタノールなどのアルコールと混合し、懸濁状態にしたものを中間層２０の表面に塗布し、アルコールを揮発させてその中間層２０の表面を固体潤滑材粒子３１で均一に被覆する。なお、この二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）粒子は、層状分子構造を有しており、図３の拡大図に示すように、この時点でその滑り面は摺動面１０の滑り方向に対して不規則な配向となっている。 Next, as a second step, solid lubricant particles 31 are uniformly arranged on the surface of the intermediate layer 20 as shown in FIG. Specifically, molybdenum disulfide (MoS ₂ ) particles as solid lubricant particles 31 mixed with an alcohol such as ethanol and suspended are applied to the surface of the intermediate layer 20, and the alcohol is volatilized. The surface of the intermediate layer 20 is uniformly coated with the solid lubricant particles 31. The molybdenum disulfide (MoS ₂ ) particles have a layered molecular structure, and as shown in the enlarged view of FIG. It has a regular orientation.

次に、第３の工程として、図４に示すように公知の転圧加工によってその摺動面１０を平滑化処理する。具体的には、前記のようにして固体潤滑材粒子３１で覆われた中間層２０の表面をローラバニシングなどの転圧加工工具４０で高圧で押し潰すようにしながらその表面を平滑化する。すなわち、転圧加工を施すとその圧力によって中間層２０上に配置された固体潤滑材粒子３１が中間層２０の表層に押し込まれるようにして埋没する。これによってその表面が平滑化されると共に、中間層２０の表層に固体潤滑材粒子３１からなる表面層３０が形成される。このとき、固体潤滑材粒子３１である二硫化モリブデンの層状分子の滑り面は転圧加工処理によって図４の拡大図に示すように摺動面１０の平面方向と平行になるように配向される。 Next, as a third step, the sliding surface 10 is smoothed by a known rolling process as shown in FIG. Specifically, the surface of the intermediate layer 20 covered with the solid lubricant particles 31 as described above is smoothed while being crushed at a high pressure by a rolling tool 40 such as roller burnishing. That is, when the rolling process is performed, the solid lubricant particles 31 disposed on the intermediate layer 20 are buried by being pressed into the surface layer of the intermediate layer 20 by the pressure. As a result, the surface is smoothed, and a surface layer 30 made of solid lubricant particles 31 is formed on the surface layer of the intermediate layer 20. At this time, the sliding surface of the layered molecule of molybdenum disulfide, which is the solid lubricant particle 31, is oriented so as to be parallel to the plane direction of the sliding surface 10 as shown in the enlarged view of FIG. .

そして、このような構成をした摺動面１０にあっては、固体潤滑材粒子３１からなる表面層３０と銅やスズなどからなる中間層２０とが一体となるように強固に連結された状態となるため、その接合界面での剥離破壊リスクを大幅に抑制できる。この結果、摺動面１０の耐焼付性や耐摩耗性が大幅に向上し、優れた潤滑性能を長期に亘って発揮できる。 In the sliding surface 10 having such a configuration, the surface layer 30 made of the solid lubricant particles 31 and the intermediate layer 20 made of copper, tin or the like are firmly connected so as to be integrated. Therefore, the risk of delamination failure at the joint interface can be greatly suppressed. As a result, the seizure resistance and wear resistance of the sliding surface 10 are greatly improved, and excellent lubricating performance can be exhibited over a long period of time.

また、この中間層２０を、摺動面１０を構成する鉄鋼などよりも硬度が低い銅やスズなどで構成することにより、摺動面１０が高硬度の材質であっても二硫化モリブデンのような軟質または高劈開性の固体潤滑材粒子３１をその摺動面１０上に容易に固着することができる。なお、炭素鋼やＳＵＳなどからなる基材の硬さは一般にＨＢＷ１５０〜３００であるのに対し、銅の硬さはＨＢＷ５０〜１５０と低く、さらにスズに至ってはそれよりも低いＨＢＷ５０程度となっている。 Further, the intermediate layer 20 is made of copper, tin, or the like having a hardness lower than that of the steel or the like constituting the sliding surface 10, so that even if the sliding surface 10 is made of a high hardness material, it is like molybdenum disulfide. The soft or highly cleaved solid lubricant particles 31 can be easily fixed on the sliding surface 10. In addition, the hardness of the base material made of carbon steel or SUS is generally HBW150 to 300, whereas the hardness of copper is as low as HBW50 to 150, and further to tin, HBW50 is lower than that. Yes.

さらに、この中間層２０を銅のような主に熱伝導性に優れた金属で形成すれば、摺動時の発熱を効率的に放散することができる。また、スズや亜鉛のように低融点金属で形成すれば、摺動発熱によってこれが溶融することで摺動面間の埋没固体潤滑材粒子の搬出性が向上し、さらに、自身の固体潤滑効果も加わることで厳しい摺動条件下においても良好な摺動状態を維持することができる。 Furthermore, if the intermediate layer 20 is formed of a metal having excellent heat conductivity, such as copper, heat generated during sliding can be efficiently dissipated. Also, if it is made of a low melting point metal such as tin or zinc, it melts due to sliding heat generation, which improves the ability to carry out buried solid lubricant particles between sliding surfaces, and also has its own solid lubricating effect. By adding, a favorable sliding state can be maintained even under severe sliding conditions.

また、前述したようにこの表面層２０を構成する固体潤滑材粒子３１は、二硫化モリブデンなどの層状分子構造を有することから、ローラバニシングなどの転圧加工による平滑化処理によってその層状分子の滑り面が自然と摺動面と平行になるように配向されるため、摺動面１０の初期摩耗を伴う摺動なじみ面を形成する必要がなく、摺動初期から摺動面の低摩擦化を達成することができる。 Further, as described above, since the solid lubricant particles 31 constituting the surface layer 20 have a layered molecular structure such as molybdenum disulfide, the layered molecules are slipped by a smoothing process by a rolling process such as roller burnishing. Since the surface is naturally oriented so as to be parallel to the sliding surface, it is not necessary to form a sliding conforming surface with initial wear of the sliding surface 10, and the friction of the sliding surface can be reduced from the beginning of sliding. Can be achieved.

次に、図５乃至図８は、本発明に係る摺動部品１００の他の実施の形態を示したものである。この摺動部品１００の摺動面１０の基本的な構成は、前記実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、中間層２０を形成する前にその摺動面１０の表面にその中間層２０の厚さよりも深い凹部１２を多数形成したものである。 Next, FIGS. 5 to 8 show another embodiment of the sliding component 100 according to the present invention. The basic configuration of the sliding surface 10 of the sliding component 100 is the same as that of the above embodiment, but in the present embodiment, the surface of the sliding surface 10 is formed before the intermediate layer 20 is formed. A large number of recesses 12 deeper than the thickness of the intermediate layer 20 are formed.

すなわち、図５に示すように先ず摺動面１０の表面にショットピーニングやショットブラストと称される加工手段によってノズル５０先端から圧縮空気によって粒径数μｍ〜数十μｍのガラスビーズやアルミナビーズなどの硬質粒子５１を高速噴射して摺動面１０の表面に衝突させて多数の凹部１２を均一に形成する。このとき、凹部１２の深さは硬質粒子の大きさ（径）やその噴射速度を大きくすることで容易に調整できる。 That is, as shown in FIG. 5, first, glass beads or alumina beads having a particle diameter of several μm to several tens of μm by compressed air from the tip of the nozzle 50 by a processing means called shot peening or shot blasting on the surface of the sliding surface 10. The hard particles 51 are jetted at high speed to collide with the surface of the sliding surface 10 to uniformly form a large number of recesses 12. At this time, the depth of the recess 12 can be easily adjusted by increasing the size (diameter) of the hard particles and the injection speed thereof.

次に、図６に示すようにその表面に前記実施の形態と同じ方法で中間層２０を形成する。このとき、中間層２０の厚さは凹部１２の深さよりも薄くなるように調整する。すなわち、中間層２０の厚さを凹部１２の深さよりも薄くすれば、この中間層２０によって凹部１２が埋め立てられることがなく、その中心部分にほぼ相似形の凹部１２をそのまま残すことができる。 Next, as shown in FIG. 6, the intermediate layer 20 is formed on the surface by the same method as in the above embodiment. At this time, the thickness of the intermediate layer 20 is adjusted to be thinner than the depth of the recess 12. That is, if the thickness of the intermediate layer 20 is made thinner than the depth of the concave portion 12, the concave portion 12 is not buried by the intermediate layer 20, and the substantially similar concave portion 12 can be left as it is in the central portion.

その後、図７に示すように、前記実施の形態と同じく固体潤滑材粒子３１である二硫化モリブデン粒子をエタノールなどのアルコールと混合し、懸濁状態にしたものをその中間層２０の表面へ塗布する。このとき凹部１２の内部に固体潤滑材粒子３１を充填するようにしてその凹部１２を固体潤滑材粒子３１でほぼ完全に埋め立てるように塗布する。そして、全体に均一に塗布したならば、アルコールを揮発させてその中間層２０の表面を固体潤滑材粒子３１でほぼ平坦に被覆する。 Thereafter, as shown in FIG. 7, molybdenum disulfide particles, which are solid lubricant particles 31 as in the above embodiment, are mixed with alcohol such as ethanol and suspended to apply to the surface of the intermediate layer 20. To do. At this time, the recess 12 is filled with the solid lubricant particles 31 so that the recess 12 is filled with the solid lubricant particles 31 almost completely. If the coating is uniformly applied to the entire surface, the alcohol is volatilized and the surface of the intermediate layer 20 is covered with the solid lubricant particles 31 almost flatly.

最後に、図８に示すように転圧加工によってその摺動面１０を平滑化する。具体的には、前記第１の実施の形態と同様に固体潤滑材粒子３１で覆われた中間層２０の表面をローラバニシング４０で押し潰しながらその表面を平滑化する。 Finally, as shown in FIG. 8, the sliding surface 10 is smoothed by rolling. Specifically, as in the first embodiment, the surface of the intermediate layer 20 covered with the solid lubricant particles 31 is smoothed while being crushed by the roller burnishing 40.

このとき、中間層２０の平坦部分では、前記実施の形態と同様にその圧力によってその位置に配置された固体潤滑材粒子３１がそのまま中間層２０の表層に押し込まれるようにして埋没してその表面が平滑化されると共に、その表層に固体潤滑材粒子３１からなる表面層３０が形成される。一方、中間層２０の凹部１２では、その内部に充填された固体潤滑材粒子３１が転圧加工によって押し固められて圧縮して密に充填された状態となり、これが固化して表面層３０の一部を形成する。 At this time, in the flat portion of the intermediate layer 20, as in the above embodiment, the solid lubricant particles 31 disposed at that position are buried in the surface layer of the intermediate layer 20 as it is, and the surface is buried as it is. Is smoothed, and a surface layer 30 made of solid lubricant particles 31 is formed on the surface layer. On the other hand, in the concave portion 12 of the intermediate layer 20, the solid lubricant particles 31 filled therein are pressed and compacted by a compaction process to become a densely packed state, which solidifies and forms one surface layer 30. Forming part.

そして、このような構成をした摺動面１０にあっては、前記実施の形態と同様にその表面層３０と中間層２０とが一体となるように強固に連結された状態となるため、その接合界面での剥離破壊リスクが抑制されて摺動面１０の耐焼付性や耐摩耗性が大幅に向上する。さらに、凹部１２には多くの固体潤滑材粒子３１が充填された状態となっているため、この凹部１２から摺動面１０に十分な固体潤滑材３１を供給することが可能となり、長期に亘って優れた潤滑性能を発揮できる。 And, in the sliding surface 10 having such a configuration, since the surface layer 30 and the intermediate layer 20 are firmly connected so as to be integrated as in the above-described embodiment, The risk of peeling failure at the joint interface is suppressed, and the seizure resistance and wear resistance of the sliding surface 10 are greatly improved. Further, since the recess 12 is filled with a large number of solid lubricant particles 31, it is possible to supply sufficient solid lubricant 31 from the recess 12 to the sliding surface 10 for a long period of time. Excellent lubrication performance.

１００…摺動部品
１０…摺動面
１１…基材（母材）
１２…凹部
２０…中間層
３０…表面層
３１…固体潤滑材
４０…転圧加工工具（ローラバニシング）
５０…ノズル
５１…硬質粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Sliding component 10 ... Sliding surface 11 ... Base material (base material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Concave part 20 ... Intermediate | middle layer 30 ... Surface layer 31 ... Solid lubricant 40 ... Rolling press processing tool (roller burnishing)
50 ... Nozzle 51 ... Hard particles

Claims

On the base material constituting the sliding surface, it has an intermediate layer made of a material different from that of the base material, and the surface layer of the intermediate layer has a surface layer embedded with solid lubricant particles ,
The base material is made of a material mainly composed of iron, and the intermediate layer is made of copper, tin, zinc, or a mixture of two or more of them,
A sliding part having a plurality of recesses deeper than the thickness of the intermediate layer on the surface of the base material, and the solid lubricant particles are filled in the recesses .

The sliding component according to claim 1, wherein the solid lubricant particles are composed of layered molecules and are oriented so that the sliding surfaces of the layered molecules are parallel to the sliding direction.

The sliding component according to claim 2 , wherein the solid lubricant particles are molybdenum disulfide.